基于复杂裂缝网络页岩气产量研究

发布时间：2020-05-08 23:51

【摘要】：我国的页岩气储量十分丰富,具有相当大的开采潜力。页岩储层十分致密,为了获得工业产量,需要采用水平井分级压裂工艺。压裂施工后改造区会形成非常复杂的裂缝网络,这些裂缝网络主要由人工裂缝与其相连接的天然裂缝组成,裂缝为气体的流动提供了良好的流通通道。对裂缝网络中裂缝的长度、开度和空间位置等裂缝物理参数的认识以及渗透率的预测一直是页岩产量评价的关键所在。因此,本文针对压裂施工后,页岩储层形成复杂裂缝网络的特点,开展了以下研究:(1)页岩未改造区也就是没有形成裂缝的区域,储层空间主要以纳米孔隙为主,确定页岩纳米孔隙的流态为连续流、滑脱流和过渡流,根据不同毛细管管径的分布频率,建立了页岩基质的多尺度运移模型,该模型可以计算不同流态条件的页岩气表观渗透率;(2)页岩体积改造区经过压裂施工后形成大量人工裂缝与天然裂缝相互交错的缝网体系,在利用微地震反演出的地层压裂裂缝以及被激活天然裂缝图的基础上,根据分形维数中的盒子法,确定了改造区的裂缝分形维数,从而根据裂缝长度、裂缝开度、裂缝分布位置等参数利用蒙特卡洛随机建模理论,建立了二维离散裂缝网络;基于二维离散裂缝网络,通过改进立方定律计算出不同地应力下的缝网渗透率;(3)根据建立的未改造区页岩基质表观渗透率模型和改造区复杂裂缝网络渗透率模型,结合物质平衡方程,首次利用连续拟稳态法建立了页岩气藏体积压裂水平井非稳态产量模型,并进行了体积压裂水平井产量预测和影响因素分析。通过本文的研究,取得了以下结论和认识:(1)在纳米级孔径中,气体的表面扩散非常明显,随着孔隙尺度的增大,黏性流、滑脱效应及Knudsen扩散作用增强;在大孔中黏性流作用占据主导,其余依次为滑脱效应、Knudsen扩散、表面扩散。(2)对于改造区形成的复杂裂缝网络,由水平主应力不同而引起的裂缝剪切破坏会极大的增加裂缝网络的渗透率;分形维数会随着裂缝的复杂程度以及裂缝的密度的增大而增大,裂缝分布角度对分形维数没有明显的影响;裂缝面密度以及裂缝开度对提高缝网的渗透率占到了主导作用,为气体流动提供了主要通道。通过模拟发现分形维数与缝网渗透率呈正相关。裂缝的分布角度对缝网整体的渗透率影响并不明显,但是会影响x和y方向上渗透率的值。(3)在生产初期,提高缝网区渗透率对提高日产量的影响较为明显,随着缝网区分形维数、裂缝开度和裂缝长度的增大,页岩气产量都有明显增加;压裂区半径主要影响了初期与后期产量,由此可以看出从微地震数据中获取裂缝参数对预测页岩气产量有着关键性的影响。
【图文】：

图１－１压裂后微地震监测复杂裂缝形成图逡逑目前已有不少国内外学者开展了有关于页岩气体积压裂区渗透率的研究工作，但逡逑

图１－２体积压裂缝网图逡逑
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE328

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 尹洪军;赵二猛;付京;王磊;钟会影;;页岩气藏压裂水平井五区复合模型产能分析[J];西南石油大学学报(自然科学版);2015年03期

2 张宏学;刘卫群;朱立;;页岩储层裂隙渗透率模型和试验研究[J];岩土力学;2015年03期

3 刘日成;蒋宇静;李博;王肖珊;徐帮树;;岩体裂隙网络等效渗透系数方向性的数值计算[J];岩土力学;2014年08期

4 张世明;严侠;孙红霞;黄朝琴;姚军;;基于离散裂缝模型的裂缝性介质等效渗透率求解新方法[J];科学技术与工程;2014年16期

5 朱维耀;邓佳;杨宝华;祁红英;;页岩气致密储层渗流模型及压裂直井产能分析[J];力学与实践;2014年02期

6 杨瑞召;李洋;庞海玲;仇念广;接铭丽;马彦龙;霍超;刘文峰;王飞;;产状控制蚂蚁体预测微裂缝技术及其应用[J];煤田地质与勘探;2013年02期

7 于荣泽;卞亚南;张晓伟;王楷军;晏军;王玫珠;;页岩储层非稳态渗透率测试方法综述[J];科学技术与工程;2012年27期

8 吴奇;胥云;王腾飞;王晓泉;;增产改造理念的重大变革——体积改造技术概论[J];天然气工业;2011年04期

9 翁定为;雷群;胥云;李阳;李德旗;王维旭;;缝网压裂技术及其现场应用[J];石油学报;2011年02期

10 卢占国;姚军;王殿生;李立峰;;平行裂缝中立方定律修正及临界速度计算[J];实验室研究与探索;2010年04期

相关博士学位论文 前1条

1 李大奇;裂缝性地层钻井液漏失动力学研究[D];西南石油大学;2012年

相关硕士学位论文 前7条

1 梁李;富有机质页岩气藏多尺度传质实验模拟研究[D];西南石油大学;2016年

2 罗毅;页岩储层渗流能力非稳态评价方法[D];成都理工大学;2016年

3 徐苗;页岩气水平井缝网压裂工艺参数研究与优化[D];长江大学;2016年

4 钟颖;页岩基质气体多尺度传质机理研究[D];成都理工大学;2016年

5 孙骏;利用分形方法研究裂缝面形貌特征[D];成都理工大学;2015年

6 杨洋;基于分形维数的路面裂缝图像分割方法研究[D];长安大学;2014年

7 韩丽玲;基于页岩气井产能最大化的体积压裂参数优化研究[D];中国石油大学(华东);2014年

，

本文编号：2655235